[发明专利]一种新能源汽车的整车热管理系统及管理方法

权利要求书

1.一种新能源汽车的整车热管理系统，其特征在于，包括：

电驱动冷却循环装置，包括低温冷却散热器、低温冷却风扇、冷却循环水泵、常开式水阀以及冷却膨胀水箱，所述低温冷却风扇设置于所述低温冷却散热器处，所述冷却循环水泵通过冷却循环管路与所述低温冷却散热器的出口连接；所述常开式水阀通过冷却循环管路串接于所述冷却循环水泵和所述低温冷却散热器的入口之间；所述冷却膨胀水箱的加水口连接于所述常开式水阀与所述低温冷却散热器之间的冷却循环管路，所述冷却膨胀水箱的出气口与所述低温冷却散热器的气口连接；

采暖循环装置，包括第一常闭式水阀、高压电液体加热器、三通球阀、采暖散热器总成以及采暖循环水泵，所述第一常闭式水阀的入口通过采暖循环管路连接所述冷却循环水泵与所述常开式水阀之间的冷却循环管路；所述高压电液体加热器的入口通过采暖循环管与所述第一常闭式水阀的出口连接；所述采暖散热器总成的入口通过所述三通球阀和所述采暖循环管路与所述高压电液体加热器的出口连接；所述采暖循环水泵通过采暖循环管路串接于所述采暖散热器总成的出口与所述低温冷却散热器的入口之间；

电池包水循环装置，包括电池包、液体单向阀、电池包回路膨胀水壶、电池包冷却循环水泵、管路温度传感器、板式换热器以及第二常闭水阀，所述电池包的冷却水入口通过电池水冷包循环管路分别连接所述三通球阀和所述液体单向阀的出口；所述电池包冷却循环水泵、所述管路温度传感器以及所述板式换热器通过电池水冷包循环管路依次串接于所述电池包的冷却水出口和所述液体单向阀的入口之间；所述电池包回路膨胀水壶的加水口和气管分别连接电池水冷包循环管路；所述第二常闭水阀一端连接电池水冷包循环管路，另一端连接采暖循环管路；和

空调冷却装置，包括电动压缩机、冷凝器、冷凝风扇、高压冷媒四通、第一冷媒电磁阀、前蒸发器鼓风机、前蒸发器、前蒸发器PTC、低压冷媒四通、第二冷媒电磁阀、顶置蒸发器、顶置鼓风机以及第三冷媒电磁阀，所述低压冷媒四通、所述电动压缩机、所述冷凝器以及所述高压冷媒四通通过冷媒循环管路依次相连，所述冷凝风扇设置于所述冷凝器处；所述高压冷媒四通分成三个支路并分别通过前蒸发器冷媒管路、顶蒸冷媒循环管路以及电池包冷媒循环管路与所述低压冷媒四通连接；所述前蒸发器设置于所述前蒸发器冷媒管路上，所述前蒸发器PTC和所述前蒸发器鼓风机均设置于所述前蒸发器处；所述顶置蒸发器设置于所述顶蒸冷媒循环管路上，所述顶置鼓风机设置于所述顶置蒸发器处；所述电池包冷媒循环管路与所述板式换热器连接；所述第一冷媒电磁阀、所述第二冷媒电磁阀以及所述第三冷媒电磁阀分别设置于所述前蒸发器冷媒管路、所述顶蒸冷媒循环管路以及所述电池包冷媒循环管路上。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的整车热管理系统，其特征在于，所述电池包回路膨胀水壶的加水口和气管分别连接所述液体单向阀和所述板式换热器之间的电池水冷包循环管路。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的整车热管理系统，其特征在于，所述第一冷媒电磁阀位于所述高压冷媒四通与所述前蒸发器之间。

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车的整车热管理系统，其特征在于，所述第二冷媒电磁阀位于所述高压冷媒四通和所述顶置蒸发器之间。

5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车的整车热管理系统，其特征在于，所述第三冷媒电磁阀位于所述板式换热器和所述高压冷媒四通之间。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种新能源汽车的整车热管理系统的管理方法，其特征在于，包括：

对车辆冷启动的暖机过程﹑车辆正常工作过程以及车辆停机过程进行冷却控制，其中，

对车辆冷启动的暖机过程的冷却控制包括：

电池包水循环冷却液控制，包括:

第1a步，电池包冷却循环水泵以低转速模式运行，第一常闭式水阀、第二常闭水阀开启；冷却液依次驱动电机、电机控制器的零部件，最后回到高压电液体加热器，低温冷却风扇处于关闭状态；

第1b步，当检测到电池包的温度高于25℃后，预热完成，进入正常工况下的运行模式；

电驱动水循环冷却液控制，包括:

第2a步，冷却循环水泵以低转速模式运行，冷却液依次驱动电机、电机控制器的零部件，最后回到高压电液体加热器，低温冷却风扇2处于关闭状态；

第2b步，当检测到冷却循环管路的出口冷却液温度和电池水冷包循环管路的出口冷却液温度均到达55℃以上时，判断为发动机暖机完毕，低温冷却风扇2处于低速运行；

采暖水循环冷却液控制，包括:

第3a步高压电液体加热器以高功率模式开启，三通球阀关闭采暖散热器总成的b侧，冷却液从电池包中的电池水冷包循环管路入口流入，为电池包13升温；

第3b步，当检测到冷却循环管路的出口冷却液温度和电池水冷包循环管路的出口冷却液温度均到达55℃以上时，判断为发动机暖机完毕，低温冷却风扇处于低速运行；第1a步中的三通球阀的b出口逐渐关闭，并且关闭电池包冷却循环水泵，第二常闭水阀，逐渐打开三通球阀的c出口至全开，使第1a步中流入三通球阀的a入口冷却液经过三通球阀的c出口全部流经采暖散热器总成以及采暖循环水泵后返回低温冷却散热器入口；若无整车采暖请求命令则关闭第一常闭式水阀、高压电液体加热器、采暖循环水泵；

对车辆正常工作过程的冷却控制包括：

电驱动水循环冷却液控制，包括:

第4a步，当电池包放电，电驱动系统工作时，冷却循环水泵打开，低档模式运行；当环境温度低于0℃时且流经驱动电机中的冷却循环管路中的冷却液温度低于20℃时，关闭低温冷却风扇减少电池包的热量损失；当环境温度不低于0℃时，或当温度传感器采集到冷却循环管路中冷却液温度不低于20℃，低温冷却风扇打开，低转速运行，冷却循环水泵处于低速状态；当冷却循环管路出口冷却液温度高于440℃时，开启冷却循环水泵至高速档；冷却循环管路中冷却液温度超过50℃时，低温冷却风扇在高速档运转，使冷却液快速散热；

电池包水循环冷却液控制，包括:

第5a步，当电池包放电工作时，当环境温度低于0℃时且流经电池包中的电池水冷包循环管路中的冷却液温度低于20℃时，关闭第二常闭水阀切断电池水冷包循环管路与其他回路联系，电池包冷却循环水泵处于关闭状态，减少电池包的热量损失；当环境温度不低于0℃时，或当温度传感采集到电池包的电池水冷包循环管路中冷却液温度不低于20℃，电池包冷却循环水泵处于低速状态；当电池包的电池水冷包循环管路中冷却液温度升高，电池水冷包循环管路出口冷却液温度高于35℃时，电池包冷却循环水泵高速运行；

对车辆停机过程的冷却控制包括：

电驱动冷却装置的控制，包括：

第6a步，冷却循环回路由于热负荷较小，低温冷却风扇及冷却循环水泵随整车下电后关闭；

在暖机、正常工况下的空调冷却系统控制，包括：

乘员舱有制冷需求时的控制，包括：

第7a步，当电池包的电池水冷包循环管路中冷却液温度升高，电池水冷包循环管路出口冷却液温度高于35℃时，第一冷媒电磁阀、第二冷媒电磁阀、第三冷媒电磁阀打开在制冷过程中，前蒸发器鼓风机顶置鼓风机开启，电动压缩机以最大功率80％状态运转，空调冷却系统中的冷媒经过电动压缩机后升温升压，并在冷凝器处与环境进行热交换，降温后通过高压冷媒四通分为三路分别流过板式换热器、前蒸发器、顶置蒸发器中蒸发，前蒸发器鼓风机、顶置鼓风机将降温后的空气吹入乘员舱的降温；板式换热器将流经其内部的冷却液降温，由电池包冷却循环水泵送至电池包为其降温；三条冷媒支路最后通过低压冷媒四通并流回电动压缩机的入口完成制冷循环；

当电池包的电池水冷包循环管路中冷却液温度升高，电池水冷包循环管路出口冷却液温度低于25℃时，第一冷媒电磁阀、第二冷媒电磁阀打开，第三冷媒电磁阀关闭；在制冷过程中，前蒸发器鼓风机、顶置鼓风机开启，电动压缩机以最大功率60％状态运转，空调冷却系统中的冷媒经过电动压缩机后升温升压，并在冷凝器处与环境进行热交换，降温后通过高压冷媒四通分为两路分别流过前蒸发器、顶置蒸发器中蒸发，前蒸发器鼓风机、顶置鼓风机将降温后的空气吹入乘员舱的降温；两条冷媒支路最后通过低压冷媒四通并流回电动压缩机的入口完成制冷循环；

乘员舱有采暖需求时的控制，包括:

第8a步，当乘员有采暖需求时，常开式水阀关闭，第一常闭式水阀打开，采暖循环水泵高速运行、采暖散热器总成风扇开启，三通球阀a入口全开、b出口全开、c出口全关；此时电驱动冷却回路的冷却液经过冷却循环水泵后通过冷却循环管路回路流入高压电液体加热器，高压电液体加热器根据流入冷却液的温度调整功率，将冷却液温度升至75℃后通过采暖循环管路流入采暖散热器总成散热为乘客区升温，冷却液经过分采暖循环水泵最后并入冷却循环管路，经过低温冷却散热器二次降温后流入冷却循环水泵完成采暖循环；

当乘员有采暖需求时，且处于暖机状态，则进入第3a步﹔若发动机工作且处于正常工作状态，则进入第8a步，完成暖风供给。